電子束量檢測是半導體量檢測領域的主要技術類型之一，在半導體制程不斷微縮，光學檢測對先進工藝圖像識別的靈敏度逐漸減弱的情況下，發揮著越來越重要的作用。電子束量檢測設備對于檢測的精度、可適用性、穩定性、吞吐量等要求很高，其研發和設計非常具有技術挑戰性。
作為布局該領域最早的國內企業之一，東方晶源已先后成功推出電子束缺陷檢測設備EBI，關鍵尺寸量測設備CD-SEM（12英寸和6&8英寸），電子束缺陷復檢設備DR-SEM，占據電子束量測檢測三大主要細分領域，產品多樣化和產品成熟度走在前列。同時，經過持續的迭代研發，三大產品線全力升級、性能指標進一步提升，引領國內電子束量測檢測產業高速發展。

EBI：歷時三代煥新，檢測速度提升3-5倍
EBI（電子束缺陷檢測設備）是集成電路制造中不可或缺的良率監控設備。其基本原理是結合掃描電鏡成像技術、高精度運動控制技術、高速圖像數據處理和自動檢測分類算法等,在集成電路制造關鍵環節對晶圓及集成電路的物理缺陷和電性缺陷進行檢測，避免缺陷累積到后續工藝中。 東方晶源早在2019年就成功研發并推出的SEpA-i505是國內首臺電子束缺陷檢測設備，可提供完整的納米級缺陷檢測和分析解決方案，在2021年便進入28nm產線全自動量產。經過數年研發迭代，新一代機型SEpA-i525在檢測能力和應用場景方面得到進一步拓展。在檢測速率方面，新款EBI產品可兼容步進式和連續式掃描，連續掃描模式適用于存儲Fab，結合自研探測器的性能優化，較上一代機型能帶來3倍-5倍的速度提升；新開發的電子光學系統可支持negative mode檢測方式和40nA以上的檢測束流；同時引入多種wafer荷電控制方案，降低荷電效應對圖像的影響。在應用場景方面，東方晶源的EBI設備也從邏輯Fab領域延伸至存儲Fab，可以為客戶解決更多的制程缺陷問題。
此外，東方晶源EBI設備基于DNA缺陷檢測引擎，采用圖前臺與運算后臺低耦合，支持同步online/offline inspection。集成多種先進缺陷檢測算法（D2D、C2C等），可以滿足用戶不同應用需求，有效提高Capture Rate，降低Nuisance Rate。采用的自動缺陷分類（ADC）引擎，其Model-Based ADC模塊基于深度學習、自動特征選取、融合置信度的聚類算法，可以有效提升自動缺陷分類的Purity和Accuracy；Rule-Based ADC模塊則保留了人工經驗的靈活性，在小樣本的場景下可以快速創建。

（2）CD-SEM：面向6/8/12英寸產線全面布局
CD-SEM（關鍵尺寸量測設備）主要是通過對于關鍵尺寸的采樣測量，實現對IC制造過程中，光刻工藝后所形成圖形尺寸進行監控，以確保良率。東方晶源的CD-SEM分為12英寸和6&8英寸兼容兩個產品系列，均已進入用戶產線，可支持Line/Space、Hole/Elliptic、LER/LWR等多種量測場景，滿足多種成像需求。 12英寸CD-SEM新一代機型SEpA-c430經過2年的迭代，在量測性能和速度上實現全面提升，目前也在多個客戶現場完成驗證。該產品的量測重復精度達到0.25nm，滿足28nm產線需求；通過提升電子束掃描和信號檢測，產能提高30%；新推出的晶圓表面電荷補償功能，可以提高光刻膠量測的能力。新機型還增加了自動校準功能，可確保較高的量測一致性，為產品的大規模量產做好了準備。
除12英寸產品外，東方晶源6&8英寸CD-SEM產品相較國際大廠新設備的交期長、價格高具有更高的性價優勢。面向第三代半導體市場推出的SEpA-c310s，不僅實現了6&8 英寸兼容，同時還可兼容不同材質的晶圓（例如GaN/SiC/GaAs），兼容不同厚度的晶圓（例如350um，1100um）。該產品已在多個頭部客戶實現了量產驗證。
值得一提的是，2022年底東方晶源ODAS LAMP產品已正式發布。ODAS LAMP全稱為Offline Data Analysis System, Large Scale Automatic Measurement Purpose產品，中文名稱為大規模CD量測離線數據處理系統。
ODAS LAMP作為CD-SEM量測設備的配套工具，目的在于方便CD-SEM用戶利用設計版圖離線創建和修改CD-SEM recipe，并且提供對CD-SEM量測結果的review功能，也可以在CD-SEM圖像上進行離線再量測，提升機臺利用率。

DR-SEM：瞄準新需求，開拓新領域
DR-SEM（電子束缺陷復檢設備）是東方晶源最新涉足的細分領域。根據SEMI數據，2024年12英寸產線DR-SEM需求量約為50臺。未來3-4年，12英寸產線DR-SEM設備總需求量約為150臺，具有廣闊的市場空間。2023年東方晶源推出首款SEpA-r600，目前已經出機到幾個頭部客戶進行產線驗證。在設備開發過程中，得益于公司前期的技術積累，開發進程得以顯著縮短。圖像質量已達到客戶需求，CR>95%，接近成熟機臺水平。
在輔助光學系統復檢OM的研發方案選擇中，東方晶源獨立開發出一套全新光學窗口成像系統。借助于這套系統，目前已完成對unpatterned wafer的光學復檢功能的開發，實現了auto bare wafer review的功能，滿足客戶對70nm左右defect的復檢需求。也就是說，東方晶源的DR-SEM設備不僅能夠進行pattern wafer auto review ，也能夠進行unpattern wafer review功能，并附帶缺陷元素分析。 另外，DR-SEM的高電壓電子槍能夠滿足客戶對淺層缺陷的分析，同時對較深的孔底部也能夠有明顯的信號。根據針對客戶需求深度拆解，這款DR-SEM設備還引入了全彩OM，能實現色差調整，以滿足不同film內部color defect的檢測，為客戶提供更多的表征手段。未來，東方晶源新一代DR-SEM設備將結合下一代自研EOS，搭配深紫外DUV輔助光學檢測系統，預期可滿足更先進制程全流程的defect復檢需求。

從2021年6月EBI設備通過產線驗證進入全自動量產以來，東方晶源加快研發步伐，先后又成功推出12英寸CD-SEM、6&8英寸兼容CD-SEM、DR-SEM多款產品，并持續通過迭代升級提升設備性能和效率，解決了國產半導體發展中的關鍵難題，領跑國內相關領域發展。未來，東方晶源將圍繞集成電路良率管理繼續深耕，為產業帶來更多的硬件和軟件產品，推動行業發展和進步。